[發明專利]填充床電滲析用于發酵廢液中谷氨酸和乳酸分離的方法

有效

• 申請號: 201210421197.7
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102935333A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 石紹淵;曹宏斌;張曉琴;王汝南
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01D61/44
• 分類號: B01D61/44;B01D61/46;B01D61/54;C07C229/24;C07C227/40;C07C59/08;C07C51/47
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀

1.填充床電滲析用于發酵廢液中谷氨酸和乳酸選擇性分離的方法，其特征在于：利用填充床電滲析器膜堆淡室中填充的離子交換樹脂的選擇性，結合淡室溶液的pH控制，使待分離的組分在電場作用下優先通過“樹脂鏈”發生傳遞和跨膜遷移，進而使發酵廢液中谷氨酸與乳酸發生選擇性分離；

所述的填充床電滲析器包括：填充床電滲析膜堆、輸液泵（9）、流量計（10）、壓力表（11）、溫度傳感器（12）、在線pH計（13）、自動加酸或加堿裝置、連接管路和儲液罐；所述填充床電滲析膜堆包括：若干交替排列的陰、陽離子交換膜（4）和淡室、濃室隔板、膜堆兩側的電極板（5）、夾緊裝置，共同構成電滲析膜堆的淡室（1）、濃室（2）和極室（3），其中淡室（1）中填裝選擇性離子交換樹脂；所述儲液罐包括淡水罐（6）、濃水罐（7）、極水罐（8），分別與膜堆的淡室（1）、濃室（2）和極室（3）串聯；所述三個輸液泵（9）的進水口端分別與儲液罐中的淡水罐（6）、濃水罐（7）、極水罐（8）相連接，其出水口端分別與膜堆的淡室（1）、濃室（2）和極室（4）連接，用于使不同隔室溶液通過填充床電滲析膜堆在各自管路中循環，經過分批循環操作使待分離離子不斷優先通過離子交換樹脂傳遞并發生跨膜遷移，從而實現谷氨酸與乳酸的選擇性分離；所述流量計（10）和壓力表（11）均位于填充床電滲析膜堆出水端與儲液罐連接的管路中，用于分別監測淡室（1）、濃室（2）和極室（3）的流量、壓力及其變化；所述溫度傳感器（12）位于極水罐（8）與極室（3）連接的管路中，用于監測極室溶液的溫度變化，控制填充床電滲析裝置在指定的溫度下運行；所述在線pH計（13）位于淡水罐（6）與膜堆淡室（1）的連接管路中，用于在線監測淡室溶液的pH值；所述自動加酸和加堿裝置包括加酸泵（14）、加堿泵（15）、儲酸罐（16）和儲堿罐（17），加酸泵（14）和加堿泵（15）進水口端分別與儲酸與儲酸罐（16）和儲堿罐（17）連接，出水口端分別與淡水罐（6）連接；根據在線pH計（13）測定值的大小，與預設值比較大小，控制加酸泵（14）或加堿泵（15）的開啟或關閉，定量添加酸或堿到淡室罐（6）中，實現淡室溶液的pH控制，以促進發酵廢液中谷氨酸和乳酸的分離。

2.根據權利要求1所述的填充床電滲析用于發酵廢液中谷氨酸和乳酸選擇性分離的方法，其特征在于：谷氨酸根或乳酸根通過離子交換樹脂的選擇性交換吸附，并通過“樹脂鏈”發生傳遞而優先發生跨膜遷移后進入濃室（2）；另一種組分則保留在淡室（1）溶液中，從而實現谷氨酸與乳酸的選擇性分離。

3.根據權利要求1所述的填充床電滲析用于發酵廢液中谷氨酸和乳酸選擇性分離的方法，其特征在于：所述淡室（1）中填充的離子交換樹脂為單一樹脂或多種樹脂組合，其中多種樹脂組合時可為橫向或縱向分層填充或均勻混合填充。

4.根據權利要求1所述的填充床電滲析用于發酵廢液中谷氨酸和乳酸選擇性分離的方法，其特征在于：所述填充床電滲析膜堆中能夠根據實際需要增加或減少淡室（1）的數量，且同時增加或減小膜堆中淡室/濃室隔板的對數。

5.根據權利要求1所述的填充床電滲析用于發酵廢液中谷氨酸和乳酸選擇性分離的方法，其特征在于，所述的溫度傳感器（12）用于監測極室溶液的溫度變化，控制該填充床電滲析體系在40℃以下運行。